Question

【題目】如圖所示，固定在水平面開口向上的導熱性能良好足夠高的汽缸，質量為m＝5kg、橫截面面積為S=50cm2的活塞放在大小可忽略的固定擋板上，將一定質量的理想氣體封閉在汽缸中，開始汽缸內氣體的溫度為t1=27℃、壓強為p1=1.0×105Pa。已知大氣壓強為p0=1.0×105Pa，重力加速度為g=10m/s2。

(1)現將環(huán)境的溫度緩慢升高，當活塞剛好離開擋板時，溫度為多少攝氏度？

(2)繼續(xù)升高環(huán)境的溫度，使活塞緩慢地上升H=10cm，在這上過程中理想氣體的內能增加了18J，則氣體與外界交換的熱量為多少？

Answer 1

【答案】(1) 57℃；(2)73J

【解析】

(1)氣體的狀態(tài)參量

，

對活塞由平衡條件得

解得

由查理定律得

解得

則

(2)繼續(xù)加熱時，理想氣體等壓變化，則溫度升高，體積增大，氣體膨脹對外界做功，外界對氣體做功

根據熱力學第一定律，可得理想氣體從外界吸收的熱量